改§16.1_实验、探究碰撞中的不变量
高中物理课件-16.1实验：探究碰撞中的不变量
方案二 利用等长悬线悬挂等大的小球实现一维碰撞。
(1)质量的测量：用天平测量小球质量m1、m2。 (2)速度的测量：可以测量小球被拉 起的角度，根据机械能守恒定律算 出小球碰撞前对应的速度v1；测量 碰撞后两小球分别摆起的对应角度， 根据机械能守恒定律算出碰撞后对 应的两小球的速度v1′、v2′。
四、实验器材
方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块两 个(带挡光片)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞 架、胶布、撞针、橡皮泥。
方案二：带细线的小球(两套)、铁架台、天平、 量角器、坐标纸、胶布等。
方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车 (两个)、天平、撞针、橡皮泥。
五、实验记录
根据实验记录的数据撞另一静止小车实现 一维碰撞，两小车碰撞端分别装上撞针和橡皮泥。
(1)质量的测量：用天平测量 A、B 质量 m1、m2。 (2)速度的测量：v＝ΔΔxt ，式中Δx 是纸带上两计数点间的距 离，可用刻度尺测量。Δt 为小车经过Δx 所用的时间，可由打点 间隔算出。测出 A 碰前速度 v1 和 A、B 碰后速度 v1′、v2′。 (3)不同碰撞情况的实现：此方案探究的是碰撞后两物体结 合为一体的情况，可以利用在小车上加放重物的方法改变碰撞 物体的质量。
三、实验的设计方案
方案一 利用气垫导轨实现一维碰撞
(1)质量的测量：用天平测量滑块的质量 m1、m2。 (2)速度的测量：利用公式 v＝ΔΔxt ，式中Δx 为滑块(挡光片) 的宽度，Δt 为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门对应 的时间。测出 A 碰前速度 v1 和碰后 A、B 速度 v1′、v2′。 (3)利用在滑块上增加重物的方法改变碰撞物体的质量。
光源 光敏管
遮光条
v x t
实验：探究碰撞中的不变量
确定实验场地，确保实验过程中 不会受到外界干扰。
进行实验并记录数据
01
将小球从斜面释放，让其自由下落，与挡板发生碰 撞。
02
使用计时器和数据采集器记录小球下落的时间和碰 撞后的速度。
03
重复实验多次，以获取更准确的数据。
分析实验结果
对采集到的数据进行 整理和统计，计算平 均值和标准差。
详细描述
能量守恒定律是物理学中的基本定律之一，适用于碰撞过程。在碰撞过程中， 系统的总能量保持不变。如果碰撞过程中没有外力做功，系统的总能量保持不 变，不会因为碰撞而增加或减少。
03
实验步骤
准备实验器材
实验器材：小球、斜面、挡板、 尺子、计时器、数据采集器等。
实验前需对所有器材进行检查， 确保其完好无损，并按照实验要
掌握实验技巧
在实验操作过程中，我们学会了如何精确控制实 验条件，以及如何测量和记录实验数据。
3
培养探究精神
通过自主设计和实施实验，我们培养了发现问题、 分析问题和解决问题的能力，激发了对科学探究 的兴趣。
对实验的反思与改进建议
实验误差分析
实验数据处理
在实验过程中，可能存在一些测量误 差和操作误差，需要对这些误差进行 分析，并找出减小误差的方法。
应用研究
可以探索碰撞中的不变量在现实生活和工程中的应用， 例如在碰撞动力学、碰撞防护等领域的应用。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
误差分析
在实验过程中，可能存在一些误差，如测量误差、仪器误差等。为了减小误差对实验结果的影响，我们采用了高 精度的测量仪器和多次测量的方法，并对数据进行处理和分析。
05
实验总结与建议
高中物理课件-§16.1实验：探究碰撞中的不变量
（3）乙同学也用上述两球进行实验，但将实验装置进行了改装：如图 乙所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球 A、球B与木条的撞击点。实验时，首先将木条竖直立在轨道末端右侧 并与轨道接触，让入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为B′； 然后将木条平移到图中所示位置，入射球A从斜轨上起始位置由静止释 放，确定其撞击点P′； 再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与球B相撞，确定球A和球 B相撞后的撞击点分别为M′和N′。测得B′与N′、P′、M′各点的高度差分 别 为 h1 、 h2 、 h3 。 乙 同 学 实 验 中 表 示 碰 撞 前 后 不 变 量 的 表 达 式 应 为 _____mh_A2___mh_A1___mh_B3______。
课堂练习1 如图所示,利用气垫导轨和光电门研究碰撞中的不变量,已知遮光 片的宽度为L,两滑块质量分别为mA和mB,开始时滑块A和B相向运动,经过光电 门的时间各自为ΔtA和Δ tB，碰撞后，滑块B和A先后以Δ tB′和Δ tA′ 经过右侧光 电门，如果实验中测出碰撞前后两滑块的质量和速度乘积之和保持不变， 则可用题中条件写出所满足的关系式是____m__A _ΔL_tA___m_B_Δ_LtB___m_A_Δ_Lt_A__m_B__ΔL_tB__
t2=7T=0.14s
解析 小车的A速度
mAv1=0.310×2 kg·m/s =0.620 kg·m/s
AB相碰并粘合成一体速度
t1=5T=0.10s
(mA+mB)v2=(0.310+0.205)×1.2 kg·m/s =0.618 kg·m/s
为了“探究碰撞中的不变量”，实验宜在气垫导轨上进行，这样就可 以大大减小阻力，滑块在碰撞前、后的运动可以看成是匀速直线运动， 使实验的可靠性及准确度得以提高，在某次实验中，A、B两铝制滑块在 一个水平气垫导轨上相碰，用闪光照相每隔0.4s的时间拍摄一次照片， 每次拍摄闪光的延续时间很短，可以忽略不计，如图所示，已知A、B之 间的质量关系是mB=1.5mA，拍摄进行了4次，第一次是在两滑块相撞之 前，以后的3次是在碰撞之后，A原来处于静止状态，设A、B滑块在拍 摄闪光照片的这段时间内是在11）求A、B两滑块碰撞前后的速度大小 （2）说明两滑块碰撞前后的质量与速度的乘积之和是否不变
实验：探究碰撞中的不变量
三、实验方案 方案1、利用气垫导轨结合光电门实现一维碰撞， 实验装置如图所示．
(1)质量的测量：用天平测量质量． (2)速度的测量：利用公式v＝Δx/Δt，式中Δx为滑块挡 光片的宽度，Δt为数字计时器显示的滑块挡光片经过 光电门对应的时间．
(3)碰撞情景的实现
如图所示，利用弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞
v v1 v2 v （3） m1 m2 m1 m2
①碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的 运动状态，不是我们追寻的“不变量”． ②必须在各种碰撞的情况下都不改变的量，才是我们 追寻的不变量．
' v
' 2
2、实验条件的保证、实验数据的测量 a 、实验必须保证碰撞是一维的，即两个物体 在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿同 一直线运动; b 、用天平测量物体的质量； c 、测量两个物体在碰撞前后的速度；
实验：
实验：探究碰撞中的不变量
探究碰撞中的不变量
一、实验目的
1．明确探究碰撞中的不变量的基本思路． 2．探究一维碰撞中的不变量． 二、实验原理 1．探究思路
(1)一维碰撞：两个物体碰撞前沿同一直线运动， 碰撞后仍沿这一直线运动，这种碰撞叫做一维 碰撞．
(2)追寻不变量：在一维碰撞的情况下，设两个物 体的质量分别为m1、m2，碰撞前的速度分别为v1、 v2，碰撞后的速度分别为v′1、v′2，如果速度与我 们规定的正方向一致，取正值．相反取负值，依次 研究以下关系是否成立： （1）m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2； (2)m1v12＋m2v22＝m1v1′2＋m2v2′2；
3、若用打点计时器做实验,下列哪些操作是正确 的( BC ) A.相互作用的两小车上,一个装上撞针,一个装上 橡皮泥,是为了改变两车的质量 B.相互作用的两小车上,一个装上撞针,一个装上 橡皮泥,是为了碰撞后粘在一起 C.先接通打点计时器电源,再释放拖动纸带的小车 D.先释放拖动纸带的小车,再接通打点计时器的电 源
16.1_实验：探究碰撞中的不变量
v2
m1v1 + m2 v2
m1v12 + m2v22
碰撞后
m1
m2
v1'
v2'
m1 v1' + m2 v2'
m1v1' 2 + m2v2' 2
+
+
…
…
三、实验方案
方案1: 气垫导轨、光电计时器
如何保证滑块的碰撞是一维碰撞？ 气垫导轨 如何测量滑块碰撞前后的速度？ 光电计时器
方案2：摆球、量角器(或传感器)
mv m1v1+m2v2=
m1v1+m2v2=
mv2 m1v12+m2v22= v/m v1 v2
m1 m2
m1v12+m2v22=
v1 ' v2 ' m1 m2
实验记录及分析(轻物体撞重物体)
碰撞前
碰撞后
质量 m1= 2 速度 V1= 6
m2= 4 V2= 0
m1= 2 V1= -2
m2= 4 V2= 4
m2= 4 V2’= 6
mv m1v1+m2v2=
M1v’1+m2v’2=
mv2 m1v12+m2v22= v/m v1 v2
m1 m2
M1v’12+m2v’22=
v1 ' v2 ' m1 m2
实验记录及分析(a-2)
碰撞前
碰撞后
质量 m1= 4 速度 V1= 9
m2= 2 V2= 0
m1= 4 m2= 2 V1= 4.5 V2= 9
猜的速想运 度１动在状 碰：态撞，前m不后v是是我 变们 化m追 的寻 ，v 的 有什“么不m启变v示量 呢”？。m而 v
16.1实验：探究碰撞中的不变量
v1 v2 m1 m2
碰撞后
m1=4
m2=4
v1 =3
v2 =6
m1v1 m2v2
m1v12 m2v2 2 v1 v2 m1 m2
上一页
返回首页
下一页
质量 速度 mv mv2
v/m
碰撞前
m1=4
m2=2
v1=0
v2=0
m1v1 m2v2
m1v12 m2v22
(3)若利用长木板进行实验，可在长木板的一端下垫一小木片用以平衡摩
擦力．
3．探究结论：寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变.
上一页
返回首页
下一页
m1v1′＋m2v2′
mv2/(kg·m2·s－2) m1v21＋m2v22
m1v1′2＋m2v2′2
v /(m·s－1·kg－1)
m
v1＋ v2
m1 m2
实验得出的结论
上一页
返回首页
v1′＋v2′
m1 m2
下一页
3.需要解决的问题：
（1）实验中如何保证碰撞是一维的？ （2）怎样测量物体的质量、碰撞前后的速度？
m1 m2 m1 m2 …
上一页
返回首页
下一页
二、数据处理 将实验中测得的物理量填入下表，填表时需注意物体碰撞后运动的速度
与原来的方向相反的情况.
碰撞前
碰撞后
质量 m/kg
m1 m2 m1 m2
速度 v/(m·s－1) v1
v1 v2
′
v2′
上一页
返回首页
下一页
mv/(kg·m·s－1) m1v1＋m2v2
v1 v2 m1 m2
碰撞后
16.1第一节 实验探究碰撞中的不变量
第3页 共 48 页 第3页
在一维碰撞的情况下,设两个物体质量分别为 在一维碰撞的情况下 设两个物体质量分别为m1､m2,碰撞前 设两个物体质量分别为 碰撞前 的速度分别为v 碰后分别为v 的速度分别为 1､v2,碰后分别为 1′､v2′.如果我们规定正方 碰后分别为 ､ 如果我们规定正方 向后,与我们规定方向相一致的取正值 相反的取负值 向后 与我们规定方向相一致的取正值,相反的取负值 上面 与我们规定方向相一致的取正值 相反的取负值,上面 我们所提到的三种情况的表达式应为: 我们所提到的三种情况的表达式应为 (1)m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′ (2)m1v21+m2v22=m1v1′2+m2v2′2 v1 v2 v1′ v2′ (3) + = + m1 m2 m1 m2
第2页 共 48 页 第2页
一维碰撞中与物体运动有关的物理量有物体的质量和物体的 速度,为了找到碰撞中的不变量 首先我们进行合理的猜测 速度 为了找到碰撞中的不变量.首先我们进行合理的猜测 为了找到碰撞中的不变量 首先我们进行合理的猜测, 例如:质量与速度的乘积 即 是否变化 是否变化,质量与速度的二 例如 质量与速度的乘积,即mv是否变化 质量与速度的二 质量与速度的乘积 次方的乘积,即 是否变化,物体的速度与质量的比值即 次方的乘积 即mv2是否变化 物体的速度与质量的比值即 是否变化. 是否变化
第20页 共 48 页 第20页
解析:(1)碰前小车 做匀速运动 碰后与 小车连在一起做匀 碰前小车A做匀速运动 碰后与B小车连在一起做匀 解析 碰前小车 做匀速运动,碰后与 速运动,前者与后者的速度大小不同 反映在纸带上为相邻 速运动 前者与后者的速度大小不同,反映在纸带上为相邻 前者与后者的速度大小不同 的点的间距不等,因相邻两个点的时间间隔一定 根据纸带 的点的间距不等 因相邻两个点的时间间隔一定,根据纸带 因相邻两个点的时间间隔一定 上点的分布计算A碰前速度应选 段 计算碰后 计算碰后AB的速度 上点的分布计算 碰前速度应选BC段,计算碰后 的速度 碰前速度应选 应选DE段 应选 段.
第一节 实验：探究碰撞中的不变量
第十六章动量守恒定律第一节实验：探究碰撞中的不变量◆学习目标1．明确探究碰撞中的不变量的基本思路．2．掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法．m的关②必须在各种碰撞的情况下都不改变的量，才是我们追寻的不变量．猜测结果：二、实验条件的保证、实验数据的测量1、实验必须保证碰撞是一维的，即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动；2、用测量物体的质量；3、测量物体的速度可以有哪些方法？测速方案1——光电门测速滑块上安装挡光板，挡光板有一定的宽度，设为L．气垫导轨上安装有光控开关，并与计时装置相连，构成光电计时装置。
当挡光板穿入时，将光挡住开始计时，穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为t，则滑块相当于在L的位移上运动了时间t，所以滑块匀速运动的速度v=测速方案2——摆球测速把两个小球用长为L的线悬起来，一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰。
可以测量小球被拉起的角度α，从而算出落下时的速度V= ；将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。
让小车A的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两平抛测速2、,使小车A做匀速运动,然后与原来静止的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动。
他设计的具体装置如图所示,在小车后连接着纸带,电磁打点计时器使用的电源频率为50Hz,长木板垫着小木片以平衡摩擦力。
(1)若已得到打点纸带如图所示,并测得各计数点间距(标在图上)。
A为运动起点, 则应该选择________段来计算小车A碰前的速度,应选择________段来计算小车A和小车B碰后的共同速度。
(以上空格均选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)(2)已测得小车A 的质量m A =0.40kg,小车B 的质量m B =0.20kg,由以上测量结果可得碰前=+B B A A v m v m kg ·m/s碰后=+,,B B A A v m v m kg ·m/s(保留三位有效数字)3、（1）在利用平抛测速时，为了尽量准确找到碰撞中的不变量,以下要求正确的是（ ） A.入射小球的半径应该大于被碰小球的半径4、) ,球时刚好另一个小球b D.相碰时,相互作用力的方向与两球相碰之前的速度方向都在同一条直线上。
16.1 实验：探究碰撞中的不变量(解析版)
16.1 实验：探究碰撞中的不变量学习目标1．了解探究碰撞中的不变量的基本思路和实验方法；2．体验探究自然规律的过程；3．探究一维碰撞中的不变量。
知识点一、实验探究的基本思路1．实验目的：（1）明确探究碰撞中的不变量的基本思路。
（2）探究一维碰撞中的不变量。
2．实验原理（1）一维碰撞：两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动，这种碰撞叫做一维碰撞。
（2）追寻不变量：在一维碰撞的前提下，设两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前它们的速度分别为v1、v2，碰撞后的速度分别为v′1、v′2。
规定某一速度方向为正。
碰撞前后速度的变化和物体的质量m 的关系，我们可以做如下猜测：①质量是不变的，但质量并不能描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量”。
1 12 2 1 1 2 2④物体速度与其质量之比的和是否为不变量。
即是否有v1m1+v2m2=v1'm1m2知识点二、实验方案设计方案一：用气垫导轨结合光电门完成两个滑块的一维碰撞实验装置如下图。
11．器材：气垫导轨、光电计时器、滑块（带挡光板、两个）、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥。
2．所需测量量：滑块（挡光板）的宽度Δx ，滑块（挡光板）经过光电门的时间Δt 。
3．速度的测量：v ＝Δx，式中Δx 为滑块上挡光片的宽度，Δt 为光电计时器显示的挡光片经过光电门的Δt时间。
4．碰撞情景的实现：如图所示，利用滑块上装弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥设计各种类型的碰撞，，达到碰撞后弹开或粘在一起的效果。
利用在滑块上加重物的方法改变碰撞物体的质量。
方案二：利用等长悬绳挂等大的小球实现一维碰撞结合机械能守恒定律实验装置如图。
把两个小球用线悬起来，一个小球静止，拉起另一个小球，放开后它们相碰。
1．器材：带细线的摆球（两套）、铁架台、量角器、坐标纸、胶布。
2．所需测量量：悬点至球心的距离 l ，摆球被拉起或碰后的角度θ。
3．速度的测量 v ＝ 2gl （1－cos θ），式中 l 为单摆摆长，θ为小球被拉起或被撞小球摆起的角度。
高中物理第十六章动量守恒定律1实验：探究碰撞中的不变量2动量守恒..
1 实验：探究碰撞中的不变量2 动量守恒定律疱丁巧解牛知识·巧学一、实验：探究碰撞中的不变量1.一维碰撞两物体碰撞前沿同一条直线运动，碰撞后仍沿同一条直线运动，这种碰撞叫做一维碰撞. 要点提示一维磁撞是碰撞中最为简单的情景.2.实验探究的基本思路(1)与物体运动有关的物理量有哪些？(质量和速度)(2)碰撞前后哪个物理量可能是变化的？哪个物理量是不变化的？(速度的大小和方向可能变化；质量是不变化的)(3)新的不变量可能的形式是怎样的？(比如：两个物体各自的质量与速度的乘积之和；两个物体各自的质量与速度的二次方的乘积之和；两个物体各自的质量与速度的比值之和等等) (4)碰撞的情形可能有哪些？(两个质量相同的物体相碰撞；两个质量悬殊很大的物体相碰撞；两个速度方向相同的物体相碰撞；两个速度方向相同的物体相碰撞；两物体碰撞后可能分开，也可能不分开等等)深化升华在设计实验前应充分考虑到各种不同的情景，以便于我们得到的结论具有普适性.3.需要考虑的问题(1)怎样保证两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，在碰撞之后还沿同一直线运动？(可以用气垫导轨或其他)(2)怎样测量物体的质量、怎样测量两个物体在碰撞前后的速度？(质量可用天平测量，速度可用与气垫导轨配套的光电计时装置测量或用打点计时器或其他原理，如平抛运动等)4.实验探究(1)实验器材：气垫导轨、光电计时器、两个质量相同的小车、弹簧、细线、砝码、双面胶.(2)探究过程:①调整导轨使之处于水平状态，并使光电计时器系统开始工作；②导轨上一小车静止，用另一小车与其碰撞，观察两小车的速度变化；③将两小车用压缩的弹簧连接在一起，烧断细线，观察两小车的运动速度；④在一小车上贴上双面胶，用另一小车碰撞它，使两小车随后粘在一起.观察小车碰撞前、后速度的变化；⑤改变其中某一小车的质量，重复以上步骤.(3)分析论证：两车在碰撞过程中所受合外力为零，碰撞前后小车的质量与速度的乘积的矢量和不变.二、动量1.定义：运动物体的质量和它的速度的乘积叫做物体的动量.联想发散引入动量这一物理量的目的.运动的物体能够产生一定的机械效果，如迎面飞来的足球我们可以用手接，若是铅球呢.这说明这个效果的强弱取决于物体的质量和速度两个因素，这个效果只能发生在物体运动方向上，为描述运动物体的这一特性而引入动量这一概念.2.表达式：p=ｍv.3.单位：千克米每秒，符号kg·m·s-1.4.方向：动量是矢量，它的方向与速度的方向相同.其方向表示了运动物体在哪个方向上能产生机械效果，运动物体在某一时刻的动量方向，就是该时刻物体运动的方向，即瞬时速度方向，如做圆周运动的物体其速度方向时刻在改变，故动量也是时刻在变化.学法一得动量的运算服从矢量运算法则，即要按平行四边形法则进行运算.深化升华(1)动量是状态量，我们讲物体的动量，总是指物体在某一时刻的动量，因此计算时相应的速度应取这一时刻的瞬时速度；(2)动量具有相对性，选用不同参考系时，同一运动物体的动量可能不同，通常在不说参考系的情况下，指的是物体相对于地面的动量.在分析有关问题时要指明相应的参考系.5.动量的变化量(1)动量是矢量，它的大小p=mv，方向与速度的方向相同.因此，速度发生变化时，物体的动量也发生变化.速度的大小或方向发生变化时，速度就发生变化，物体具有的动量的大小或方向也相应发生了变化，我们就说物体的动量发生了变化.设物体的初动量p1=mv1，末动量p2=mv2，则物体动量的变化Δp=p2-p1=mv2-mv1由于动量是矢量，因此，上式一般意义上是矢量式.深化升华动量改变有三种情况：①动量的大小和方向都发生变化，对同一物体而言p=mv，则物体的速度的大小和方向都发生变化；②动量的方向改变而大小不变，对同一物体来讲，物体的速度方向发生改变而速度大小没有变化，如匀速圆周运动的情况；③动量的方向没有发生变化，仅动量的大小发生变化，对同一物体来说，就是速度的方向没有发生变化，仅速度的大小改变.(2)动量的变化量Δp是用末动量减去初动量.(3)动量的变化量Δp是矢量，其方向与速度的改变量Δv的方向相同.学法一得动量的变化量的计算遵循矢量合成法则，要用平行四边形法则进行计算.若在同一直线上，先规定正方向，再用正、负表示初末动量，即可将矢量运算转化为代数运算.三、动量守恒定律1.几个相关概念系统：相互作用的几个物体所组成的整体叫做系统.内力：系统内各物体之间的相互作用力叫做内力.外力：外部其他物体对系统的作用力叫做外力.2.动量守恒定律(1)内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，那么这个系统的总动量保持不变.(2)表达式：①p=p′，表示系统的总动量保持不变；②Δp1=Δp2，表示一个物体的动量变化量与另一个物体的动量变化量大小相等、方向相同；③Δp=0，表示系统的总动量增量为零，即系统的总动量保持不变；④m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′，表示相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量.动量守恒定律的表达式是矢量式，解题时选取正方向为正、负来表示方向，将矢量运算转换为代数运算.学法一得动量守恒定律表达式中各速度应对应同一参考系，一般以地面为参考系.在利用动量守恒定律的表达式解题时，一定要先规定正方向.在利用动量守恒定律解题时要掌握把矢量运算转化为标量运算的方法：选定一正方向，速度方向与其相同的取正值，相反的取负值.在计算时一定要把正确的正、负号代入，对于结果中的正、负号也要理解其表示的物理意义.(3)适用条件：①系统不受外力或者所受外力之和为零则系统的动量守恒；②系统内力远大于外力，可以忽略外力，系统总动量守恒；③系统在某一方向上不受外力或所受合外力为零，或所受外力比内力小得多，该方向上的动量守恒.学法一得 动量守恒定律是对应于某一系统，系统的选取是否恰当，直接影响动量守恒定律能否成立，因此系统的正确选取是利用动量守恒定律解题的前提. 典题·热题 知识点一 动量例1 下列关于动量的说法中，正确的是( ) A.速度大的物体，它的动量不一定大 B.动量大的物体，它的速度不一定大C.只要物体速度大小不变，则物体的动量也保持不变D.竖直上抛的物体(不计空气阻力)经过空中同一点时动量一定相同解析：动量的大小由质量和速度的乘积决定，p=mv ，故A 、B 两项正确，动量是矢量，其方向与速度方向相同，竖直上抛的物体两次经过同一点，方向相反，故C 、D 两项错误. 答案：AB方法点拨 动量总是与物体的瞬时速度相对应，这一点可记作动量的瞬时性.例2 有一质量为0.1 kg 的小钢球从5 m 高处自由下落，与水平钢板碰撞后反弹跳起，若规定竖直向下的方向为正方向，碰撞过程中钢球动量的变化为-1.8 kg·ms -1，求钢球反弹跳起的最大高度(g 取10 m/s 2，不计空气阻力).解析：由动量的变化求出钢球与水平钢板碰撞后反弹跳起时的初速度,再据竖直上抛运动规律求出反弹跳起的最大高度. 小钢球与水平钢板碰前速度为 v=gh 2=5102⨯⨯ m/s=10 m/s 方向竖直向下，此时其动量p=mv=0.1×10 kg·m/s=1 kg·m/s设小钢球与水平钢板碰撞后的速度为v ′，选向下为正. 因为 Δp=mv′- mv 所以v=m 1(Δp+mv)=1.01×(-1.8+1) m/s=-8 m/s 负号表示方向竖直向上.小钢球反弹跳起的最大高度为h′h′=g v 22'=102(-8)2⨯ m=3.2 m.方法归纳 将题中小球的运动分为三个过程：自由落体，与钢板的碰撞，竖直上抛.注意这三个过程的转折点.和解其他的动力学问题一样，都应从受力分析和运动分析入手.深化升华 动量的变化也是矢量，且一定为末动量减初动量，如初、末动量的方向沿一条直线，可先规定一个正方向，将矢量运算变成代数运算，用正、负号表示方向.知识点二 动量守恒定律成立的条件例3 在光滑水平面上A 、B 两小车中间有一弹簧，如图16-1-1所示，用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态.将两小车及弹簧看作一个系统，下面说法正确的是( )图16-1-1A.两手同时放开后，系统总动量始终为零B.先放开左手，再放开右手，动量不守恒C.先放开左手，后放开右手，总动量向左D.无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原长的，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零解析：在两手同时放开后，水平方向无外力作用，只有弹簧的弹力(内力)，故动量守恒，即系统的总动量始终为零，所以选项A正确.先放开左手，再放开右手后，是指两手对系统都无作用力之后的那一段时间，系统所受合外力也为零，即动量是守恒的，所以选项B错误.先放开左手，系统在右手作用下，产生向左的冲量，故有向左的动量，再放开右手后，系统所受合外力也为零，即系统的动量仍守恒，即此后的总动量向左，所以选项C正确.其实，无论何时放开手，只要是两手都放开就满足动量守恒的条件，即系统的总动量保持不变.若同时放开，那么作用后系统的总动量就等于放手前的总动量，即为零；若两手先后放开，那么两手都放开的总动量就与放开最后一只手系统所具有的总动量相等，即不为零，所以选项D正确.答案：ACD巧解提示判断系统的动量是否守恒时，要注意动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力之和为零.因此，要区分清系统中的物体所受的力哪些是内力，哪些是外力.应选准系统，并且紧紧抓住动量守恒的条件.例4 试判断下列作用过程系统的动量是否守恒.A.如图16-1-2(a)所示，水平地面上有一大炮，斜向上发射一枚弹丸的过程；B.如图16-1-2(b)所示，粗糙水平面上有两个物体，压紧它们之间的一根轻弹簧，在弹簧弹开的过程中；C.如图16-1-2(c)所示，光滑水平面上有一斜面体，将另一物体从斜面的顶端释放，在物体下滑的过程中.图16-1-2解析：对于(a)，大炮发射弹丸的过程中，弹丸加速上升，系统处于超重状态，地面对于系统向上的支持力大于系统的重力，所以系统在竖直方向动量不守恒.在水平方向上系统不受外力，或者说受到的地面给炮身的阻力远小于火药爆发过程中的内力，故系统在水平方向上动量守恒.对于(b)来说，在弹簧弹开的过程中，地面给两物体的摩擦力方向相反且是外力，若两个摩擦力大小相等，则系统无论在水平方向上还是在竖直方向上所受合外力为零，则系统动量守恒；若两个物体受到的摩擦力大小不相等，则系统动量不守恒.对于(c)来说，物体在斜面上加速下滑的过程处于失重状态，系统在竖直方向上受到的合外力竖直向下，系统的动量增加，不守恒，而在水平方向上系统不受外力作用，故系统在水平方向上动量守恒.答案：对于(a)系统在水平方向上动量守恒；对于(b)，若两个摩擦力大小相等，则系统动量守恒；若两个物体受到的摩擦力大小不相等，则系统动量不守恒.对于(c)，系统在水平方向上动量守恒.方法归纳 分析动量守恒时要着眼于系统，要在不同的方向上研究系统所受外力的矢量和；系统动量严格守恒的情况是很少的，在分析守恒条件是否满足时，要注重对实际过程的理想化.知识点三 动量守恒定律的应用例5 如图16-1-3所示，水平面上有两个木块，两木块的质量分别为m 1、m 2，且m 2=2m 1.开始两木块之间有一根用轻绳缚住的压缩轻弹簧，烧断细绳后，两木块分别向左右运动，若两木块m 1和m 2与水平面间的动摩擦因数为μ1、μ2=2μ2，则在弹簧伸长的过程中，两木块( )图16-1-3A.动量大小之比为1∶1B.速度大小之比为2∶1C.通过的路程之比为2∶1D.通过的路程之比为1∶1解析：以两木块及弹簧为研究对象，绳断开后，弹簧将对两木块有推力作用，这可以看成是内力；水平面对两木块有方向相反的滑动摩擦力，且F 1=μ1m 1g ，F 2=μ2m 2g.因此系统所受合外力F 合=μ1m 1g-μ2m 2g=0，即满足动量守恒定律条件.设弹簧伸长过程中某一时刻，两木块速度分别为v 1、v 2，由动量守恒定律有(以向右为正方向)： -m 1v 1+m 2v 2=0， 即m 1v 1=m 2v 2.即两物体的动量大小之比为1∶1，故A 项正确. 则两物体的速度大小之比为21v v =12m m =12,故B 项正确，由于木块通过的路程正比于其速度，两木块通过的路程之比21s s =21v v =12,故C 项正确，D 项错误，故本题应选A 、B 、C 三项.答案：ABC误区警示 本题若水平面光滑，就很容易想到动量守恒定律求解.现在两木块受到了摩擦力作用，不少人就想不到要用动量守恒定律求解.原因：一是没有认真分析受力；二是误认为系统受摩擦力作用.实际上系统所受摩擦力之和为零，因此动量守恒的条件是满足的.例6 质量为3 kg 的小球A 在光滑水平面上以6 m/s 的速度向右运动，恰遇上质量为5 kg 的小球B 以4 m/s 的速度向左运动，碰撞后B 球恰好静止，求碰撞后A 球的速度.解析：两球都在光滑水平面上运动，碰撞过程中系统所受合外力为零，因此系统动量守恒. 碰撞前两球动量已知，碰撞后B 球静止，取A 球初速度方向为正，由动量守恒定律有：m A v A +m B v B =m A v A ′ v′A =AB B A A m v m v m +=3(-4)563⨯+⨯m/s≈-0.67 m/s即碰后A 球速度大小为0.67 m/s ，方向向左.误区警示 动量守恒定律是矢量式，应特别注意始末状态动量的方向.很多同学在解题时没有注意到这一点而导致出错，或在解出速度数值后没有说明方向. 问题·探究 方案设计探究问题试用平抛运动规律来探究碰撞中的动量守恒.探究过程:实验装置如图16-1-4所示.让一个质量较大的小球m1从斜槽上滚下来，跟放在斜槽末端的另一质量较小的小球(半径相同)m2发生碰撞(正碰).图16-1-4小球的质量可以用天平称出.测出两个小球碰撞前后的速度.两球碰撞前后的速度方向都是水平的，因此两球碰撞前后的速度，可以利用平抛运动的知识求出.在这个实验中，做平抛运动的小球落到地面，它们的下落高度相同，飞行时间t 也就相同，它们飞行的水平距离x=vt与小球开始做平抛运动时的水平速度v成正比.设小球下落的时间为t，质量为m1的入射小球碰前的速度为v1，碰撞后，入射小球的速度是v1′，被碰小球的速度是v2′.则在图16-1-5中图16-1-5OP=v1t v1=tOPOM=v′1t v1′=tOMON=v′2t v2′=tON具体实验操作如下：安装好实验装置.将斜槽固定在桌边，使槽的末端点的切线是水平的.被碰小球放在斜槽前端边缘处.为了记录小球飞出的水平距离，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，当小球落在复写纸上时，便在白纸上留下了小球落地的痕迹.在白纸上记下重垂线所指的位置O.先不放上被碰小球，让入射小球从斜槽上某一高处滚下，重复10次.用尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面.圆心P就是小球落点的平均位置.把被碰小球放在斜槽前端边缘处，让入射小球从原来的高度滚下，使它们发生碰撞.重复实验10次.用同样的方法标出碰撞后入射小球的落点的平均位置M和被碰小球的落点的平均位置N.线段ON的长度是被碰小球飞出的水平距离；OM是碰撞后小球m1飞行的距离；OP则是不发生碰撞时m1飞行的距离.用刻度尺测量线段OM、OP、ON的长度.注意事项：①斜槽末端的切线必须水平；②入射球与被碰球的球心连线与入射球的初速度方向一致；③入射球每次都必须从斜槽上同一位置由静止开始滚下；④地面须水平，白纸铺好后，实验过程中不能移动，否则会造成很大误差.探究结论:碰撞中动量守恒(本实验设计思想巧妙之处在于用长度测量代替速度测量).交流讨论探究问题动量守恒定律与机械能守恒定律的区别有哪些？探究过程:龚小明：研究对象都是由两个或两个以上的物体组成的力学系统，若系统中存在重力做功过程应用机械能守恒定律时，系统中必包括地球，应用动量守恒定律时，对象应为所有相互作用的物体，并尽量以“大系统”为对象考虑问题.冯崇：守恒条件有质的区别：=0，在系统中的每一对内力，无论其动量守恒的条件是系统所受合外力为零，即∑F外性质如何，对系统的总冲量必为零，即内力的冲量不会改变系统的总动量，而内力的功却有可能改变系统的总动能，这要由内力的性质决定.保守内力的功不会改变系统的总机械能；耗散内力(滑动摩擦力、爆炸力等)做功，必使系统机械能变化.张强：两者守恒的性质不同：动量守恒是矢量守恒，所以要特别注意方向性，有时可以在某一单方向上系统动量守恒，故有分量式，而机械能守恒为标量守恒，即始、末两态机械能量值相等，与方向无关.白小艳：应用的范围不同：动量守恒定律应用范围极为广泛，无论研究对象是处于宏观、微观、低速、高速，无论是物体相互接触，还是通过电场、磁场而发出的场力作用，动量守恒定律都能使用，相比之下，机械能守恒定律应用范围是狭小的，只能应用在宏观、低速领域内机械运动的范畴内.刘青青：适用条件不同：动量守恒定律不涉及系统是否发生机械能与其他形式的能的转化，即系统内物体之间相互作用过程中有无能量损失均不考虑，相反机械能守恒定律则要求除重力、弹簧弹力外的内力和外力对系统所做功代数和必为零.探究结论:二者对照，各自的守恒条件、内容、意义、应用范围各不相同，在许多问题中既有联系，又有质的区别.从两守恒定律进行的比较中可以看出：(1)动量守恒定律适用范围更宽泛；(2)两者都是物体在相互作用中系统的不变量，研究对象都是系统；(3)两者都遵守各自成立的条件，互不影响.。
16.1实验：探究碰撞中的不变量
m1 = 2 m1v1ʹ + m2v2ʹ =
m2 = 4
v1 = 6
m1v1 + m2v2 = m1v12 + m2v22 =
v2 = 0
v2ʹ = 4
m1v1ʹ2 + m2v2ʹ2 =
v1 ' v 2 ' m1 m2
v1 v2 m1 m2
m1 = 4
m2 = 2
m1 = 4
m2 = 2
如图把两个小球用线悬起来，一个小球静止，拉起另 一个小球，放下时它们相碰。可以测量小球被拉起的角度， 从而算出落下时的速度；测量被撞小球摆起的角度，从而 算出被撞后的速度。也可以用贴胶布等方法增大两球碰撞 时的能量损失。
将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点 计时器，连在小车的后面。让小车 A 运动，小车B 静止。在 两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡 皮泥中，把两个小车连接成一体（如下图）。通过纸带测出 它们碰撞前后的速度。
vห้องสมุดไป่ตู้ = 0
m1v1 + m2v2 = m1v12 + m2v22 =
v2 = 0
v1ʹ = 2
m1v1ʹ + m2v2ʹ = m1v1ʹ2 + m2v2ʹ2 =
v1 ' v 2 ' m1 m2
v1 v2 m1 m2
m1 = 4
m2 = 2
m1 = 4
m2 = 2
v1 = 9
m1v1 + m2v2 = m1v12 + m2v22 =
1．保证两物体发生的是一维碰撞，即两个物体碰撞前沿同
一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动。
16.1 实验：探究碰撞中的不变量
§1 实验：探究碰撞中的不变量
实验：探究碰撞中的不变量
第 十 六 章 动 量 守 恒 定 律
实验：探究碰撞中的不变量
自然界中常见的碰撞现象
第 十 六 章 动 量 守 恒 定 律
实验：探究碰撞中的不变量
第 十 六 章 动 量 守 恒 定 律
两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿
2
m2
m1 = 4
ʋ1 = 0
m2 = 2
ʋ2 = 0
m1 = 4
ʋ1ʹ =
m2 = 2
ʋ2ʹ =
m1ʋ1 + m2ʋ2 = m1ʋ12 + m2ʋ22 =
m1ʋ1ʹ + m2ʋ2ʹ = m1ʋ1ʹ2 + m2ʋ2ʹ2 = 1 2 m1 m2
m
1
m1
2
m2
m1 = 4
【答案】0.0075kg· m/s 0.015 kg· m/s
0．0075 kg· m/s
某同学把两块大小不同的木块用细线连接，中间夹一被
压缩了的轻弹簧，如图所示，将这一系统置于光滑的水平桌 面上，烧断细线，观察物体的运动情况，进行必要的测量， 探究物体间相互作用时的守恒量。
(1)该同学还必须有的器材是__________________； (2)需直接测量的数据是____________________； (3)若mv为所探究的守恒量，需要验算的表达式如何表示？
第 十 六 章 动 量 守 恒 定 律
实验：探究碰撞中的不变量
碰撞前后速度v的变化和物体的质量m的关系， 可以做如下猜测：
第 十 六 章 动 量 守 恒 定 律
16.1实验：探究碰撞中的不变量
§16.1实验：探究碰撞中的不变量导学案【学习目标】1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路．2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法．3、掌握实验数据处理的方法．4、学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法。
5、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。
【学习重点】碰撞中的不变量的探究【学习难点】速度的测量方法、实验数据的处理．【学习过程】（一）引入新课碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化．例：两节火车车厢之间的挂钩靠碰撞连接。
（1）台球由于两球碰撞而改变运动状态（不同号的台球运动状态不同）。
（2）微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态，甚至使得一种粒子转化为其他粒子．物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义，本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变（守恒）．（二）自主学习1．实验探究的基本思路（1）一维碰撞我们只研究碰撞中最简单的情况——一维碰撞。
即：____________________________________________________．这种碰撞叫做一维碰撞．演示实验：如图所示，A、B是悬挂起来的钢球，把小球A拉起使其悬线与竖直线夹一角度a，放开后A球运动到最低点与B球发生碰撞，碰后B球摆幅为β角．实验现象：如两球的质量m A=m B，碰后A球，B球摆角βα，这说明A、B两球碰后交换了速度；如果mA>mB，碰后A、B两球摆动；如果mA<mB，碰后A球、B球摆动．问题：以上现象可以说明什么问题？结论：以上现象说明A、B两球碰撞后，发生了变化，当A、B两球的质量关系发生变化时，速度变化的情况（“相同”或“不同”）．（2）追寻不变量在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度．设两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前它们速度分别为v1、v2，碰撞后的速度分别为1v'、2v'．（规定某一速度方向为正．）分析：①在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度．②碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量”．③物体碰撞之后，其速度发生了变化。
实验：探究碰撞中的不变量
D.把长木板平放在桌面上，在一端固定打点计时器，连接电源 E.接通电源，并给小车A一定的初速度vA (1)请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来________。 (2)打点计时器打下的纸带中，比较理想的一条如图9所示，根据这些数据完成表格。
图9
质量/kg 速度/(m·s－1) mv /(m·s－1·kg－1) mv/(kg·m·s－1) mv2/(kg·m2·s－2)
(4)将实验中测得的物理量填入如下表格。 (m1＝________；m2＝________)
碰撞前
速度
v1
v2
m1v1＋m2v2 mv
mv2
m1v12＋m2v22
v
mv11＋mv22
m
碰撞后
v1′
v2′
m1v1′＋m2v2′
m1v1′2＋m2v2′2
mv11′＋mv22′
代入m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′(矢量式)，看在误差允许的范围内是否成立。 方案(二)：利用等长悬线悬挂的半径相等的小球做实验。 为了保证发生一维碰撞，最好选用钢杆悬挂的小球或选用双线摆。事先测量两个小球 的质量m1、m2，然后一个小球静止，拉起另一个小球使它摆动到最低点时与静止小球 相碰。由小球被拉起和摆动的角度来借助机械能守恒定律算出小球碰前速度v1和碰后 速度v1′、v2′。代入m1v1＝m1v1′＋m2v2′(矢量式)，看在误差允许的范围内是否成立。
0.02 s，通过计算得下表。
碰Байду номын сангаас前
碰撞后
质量/kg 速度/(m·s－1)
A车 0.4 3.0
B车 0.2 0
AB 整体 0.6 2.0
mv /(m·s－1·kg－1)
7.5
教学设计5：16.1 实验：探究碰撞中的不变量
主题3：
光电门测速原理
教师可应用多媒体进行演示实验，讲解光电门测速的原理，实验中需要注意的问题。滑块在通过光电门时，是匀速运动，滑块相当于在L的位移上运动了时间t，所以滑块匀速运动的速度v=L/t。
根据多媒体演示实验和教师的讲解，利用实验室的器材自己动手实验，将实验结果记录在自己设计的表格中，计算出结果。
学生讨论过程中要归纳总结本小组的观点。
PPT课件
主题2：
实验需要考虑的问题
让学生阅读教材中“实验需要考虑的问题”的相关内容，本实验要解决的主要问题是什么？你能设计出记录实验数据的表格吗？
回答老师提出的相关问题，在研究物体的一维碰撞时，需要讨论的各物理量都如何测量，实验所得的数据如何设计表格更合理。
实验演示
探究碰撞中的不变量猜想
质量
测量量气垫导轨
速度的测量打电计时器
机械能Hale Waihona Puke 恒定律探究结果正式猜想
16.1实验：探究碰撞中的不变量
授课年级
高二
课题
课时16.1实验：探究碰撞中的不变量
课程类型
新授课
课程导学目标
目标解读
1．经历两个物体碰撞前后会不会有什么“不变量”的猜想过程。
2．通过实验探究，经历寻找碰撞中“不变量”的过程，领会设计实验的基本思路和完成实验的基本方法。
3．培养实验技能，熟悉数据的采集和分析，掌握在同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法。
相关的微课
实验操作
主题4：
探究摆球测速原理
演示单摆实验，让学生自己体会如何用单摆来测定速度，小组讨论，最后老师来总结。是不是随便拉起一个角度放手运动都是单摆运动，单摆运动的条件是什么？
161实验探究碰撞中的不变量
16—1 实验：研究碰撞中的不变量【学习目标】1.明确研究碰撞中的不变量的基本思路；2.掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后速度的丈量方法；3.掌握实验数据办理的方法。
【教课要点】1.掌握科学研究的方法；2.怎样真实实现研究的过程。
【教课难点】启迪学生利用身旁的全部可利用资源，并自行设计一些可行性较强的实验方案。
【自主学习】1.物体质量不一样时，碰撞前后速度发生的变化。
2.所谓一维运动就是：。
我们此刻研究的问题中，必定要保证两物体在碰撞前后的运动都是在。
3.物体的质量能够用测定，由于质量不可以描绘物体的运动状态，因此“质量”充任我们要研究的不变量。
4.我们在考虑速度时，必定要考虑它的方向。
假如速度的方向与我们设定的坐标轴方向一致时，要取为，不然取。
5.丈量物体运动速度的方法有好多，我们的教材上例举了的方法是、、。
你还可以举出哪几种方法来？6.除了教材所例举的可能的不变量外，请例举一二个你还可以猜想出来的可能不变的量。
【合作研究】圆滑水平桌面上有 A 、B 两小车，质量都是0．6kg ，A 车的尾部连着一条经过正在工作的打点计时器的纸带， A 车以某一速度与静止的 B 车碰撞后，二者共同向前运动。
整个过程中打出了下列图所示的一条纸带，请你据此经过计算猜想：碰撞前后有一个什么物理量可能是相等的。
【讲堂检测】1．某实验小组在“实验：研究碰撞中的不变量”的实验中，采纳如下图装置经过半径同样的 A 、B 两球的碰撞来进行研究。
图中 PQ 是斜槽， QR 为水平槽。
实验时先使 A 球从斜槽上某一固定地点 G 由静止开始滚下，落到位于水平川面的记录纸上，留下印迹。
重复上述操作 10 次，获得 10 个落点印迹。
再把 B 球放在水平槽上凑近尾端的地方，让A 球仍从地点G 自静止开始滚下，和 B 球碰撞后， A 、B球分别在记录纸上留下各自的落点印迹。
重复这类操作 10 次。
图中的 O 点是水平槽尾端 R 在记录纸上的垂直投影点。
16.1-实验：探究碰撞中的不变量
问题起因
大量事实表明，A、B两物体碰撞后，速 度发生了变化，当改变A、B两物体的质量时， 速度变化的情况也有所不同。那么，碰撞前 后存在什么不变量呢？ 最简单的碰撞情形：
A、B两物体碰撞前后沿同一条直线运 动，即一维碰撞。
碰撞可能有很多情形
之vA和 为Lt11 ，0，vB碰碰 后前Lt两两22 .滑滑块块的静质止量，与即速v=度0乘，积质之量和与为速度M乘积m L1
M L2 .
t1
答案t 2：①用水平仪测得导轨水平
②A至C的距离L1、B至D的距离L2
③0
M m L1 M L2
t1
t2
参考案例二―摆球测速原理
• 实验装置如图所示。
(1)碰撞后B球的水平射程应取____cm. (2)在以下选项中，本次实验必须进行的测量是_____. A.水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离 B.测量A球与B球碰撞后，A球落点位置到O点的距离 C.测量A球与B球的质量 D.测量G点相对于水平槽面的高度
【解析】(1)题图中画出了B球的10个落点位置，实验中应取 平均位置.方法是：用最小的圆将所有点圈在里面，圆心位置 即为落点平均位置，找准平均位置，读数时应在刻度尺的最 小刻度后面再估读一位.答案为64.7 cm(64.2 cm 到65.2 cm 的范围内都正确). (2)本实验把被碰小球放在靠近槽末端的地方，使得被碰小球 B和入射小球A都从O点开始做平抛运动，且两球平抛时间相 同，若以平抛时间为单位时间，则平抛的水平距离在数值上 等于平抛初速度.设A未碰B，平抛水平位移为xA;A、B相碰
实验思路
1、建立模型：实验必须保证碰撞是一维的，即两 个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿 同一直线运动。如果速度与我们设定的方向一致， 取正值，否则取负值。 2、用天平测量物体的质量； 3、怎样测量两个物体在碰撞前后的速度？
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
寻找的不变量：必须在各种碰撞的情况下都不改变。
测速原理1
光电门
L
碰撞滑块
气垫导轨
光电门测速：测出滑块经过光电门的时间t，则滑块匀 速运动的速度为v=L/△t
测速原理2Байду номын сангаас
保证两绳 等长
θ
β
单摆测速：设摆绳长为L，测出摆角θ和β，由机械 能守恒可得速度为 v 2gR(1 cos )
1).如mA=mB，碰后A球静止，B球差不多以A球的速度 摆起，摆到与A初时等高； 2).如mA>mB，碰后A、B两球以不同速度向右摆动； 3).如mA<mB，碰后A球反弹、B球向右摆动．
测速原理3
橡皮泥
打点计时器测速：测出相邻计数点间的距离⊿X，可 得速度为 v
=⊿X/⊿t
测速原理4
频闪照片测速：分析频闪照片中A、B滑块碰撞前后的位置情
况，设频闪时间间隔为⊿t，可得速度为 v =X/⊿t
测速原理5
h 斜槽末端切向 水平 h
为防止碰撞中A球反弹， 有mA＞mB
落点确定：
平抛测速：测出碰撞前后各球落点到O间的距离XOP、XOM、XON， 各球空中运动时间均相同，设为⊿t，可得速度为
问题起因
大量事实表明，A、B两物体碰撞后，速度发生了变 化，当改变A、B两物体的质量时，速度变化的情况 也有所不同。那么，碰撞前后存在什么不变量呢？ 最简单的碰撞情形： A、B两物体碰撞前后沿同一条直线运动，即一维碰撞。
实验猜想
’
’
碰撞可能有很多情形
1、两个质量相同的物体相碰撞，两个质量相差悬殊的物体 相碰撞…… 2、两个速度方向相反的物体相碰撞；一个运动物体与一个 静止物体相碰撞…… 3、碰撞时可能中间通过弹簧接触，碰后分开；碰后也可能 粘在一起不再分开……
v =X/⊿t
实验分析
实验结果
实验探究表明，A、B两物体 碰撞前后的不变量为：mv
即：
m1v1 m2v2 m v m2v2
' 1 1
'